Основни определения и понятия за безопасност на живота. Светлинно излъчване

Тема 5. Защита от йонизиращи лъчения.

Въздействие на йонизиращото лъчение върху човека.
Йонизиращо лъчение

Йонни двойки

Разрушаване на молекулярни връзки

(свободни радикали).

Биологичен ефект

Радиоактивност - саморазпадане атомни ядра, съпроводено с излъчване на гама лъчи и изхвърляне на - и -частици. При ежедневна продължителност (няколко месеца или години) на облъчване в дози, превишаващи максимално допустимите граници, човек развива хронична лъчева болест (стадий 1 - функционално увреждане на централната нервна система, повишена умора, главоболие, загуба на апетит). При еднократно облъчване на цялото тяло с високи дози (>100 rem) се развива остра лъчева болест. Доза 400-600 rem - смърт настъпва при 50% от облъчените. Основният етап на излагане на хора е йонизацията на живите тъкани, йодните молекули. Йонизацията причинява разпадане на молекулните съединения. Образуват се свободни радикали (H, OH), които реагират с други молекули, което разрушава тялото и нарушава функционирането на нервната система. Радиоактивните вещества се натрупват в тялото. Те се освобождават изключително бавно. Впоследствие възниква остра или хронична лъчева болест или лъчево изгаряне. Дългосрочни последици - радиационна катаракта на очите, злокачествен тумор, генетични последици. Естествен фон (космическа радиация и радиация на радиоактивни вещества в атмосферата, на земята, във водата). Мощността на еквивалентната доза е 0,36 - 1,8 mSv/година, което съответства на мощност на експозиционната доза от 40-200 mR/година. Рентгенови лъчи: череп - 0,8 - 6 R; гръбнак - 1,6 - 14,7 R; бели дробове (флуорография) - 0,2 - 0,5 R; флуороскопия - 4,7 - 19,5 R; стомашно-чревен тракт - 12,82 R; зъби -3-5 R.

Различните видове радиация имат различен ефект върху живите тъкани. Въздействието се оценява по дълбочината на проникване и броя йонни двойки, образувани на cm от пътя на частицата или лъча. - и -частиците проникват само в повърхностния слой на тялото, - на няколко десетки микрона и образуват няколко десетки хиляди йонни двойки на път от един cm - на 2,5 cm и образуват няколко десетки йон двойки на път от 1 см. рентгеново и  - лъчението има висока проникваща способност и нисък йонизиращ ефект.  - кванти, рентгенови лъчи, неутронно лъчение с образуване на ядра на отката и вторично лъчение. При равни абсорбирани дози д абсорбиращРазличните видове радиация не предизвикват еднакъв биологичен ефект. Това се взема предвид еквивалентна доза

д екв =  д абсорбиращ * ДА СЕ i , 1 C/kg =3,876 * 10 3 Р

i=1

където D абсорбира - абсорбирана дозаразлични лъчения, рад;

K i - радиационен качествен фактор.

Експозиционна доза X- използва се за характеризиране на източник на радиация чрез неговата йонизираща способност, мерната единица е кулон на kg (C/kg). Доза от 1 P съответства на образуването на 2,083 * 10 9 двойки йони на 1 cm 3 въздух 1 P = 2,58 * 10 -4 C/kg.

Мерна единица еквивалентна дозарадиацията е сиверт (SV), специален единицата на тази доза е биологичен еквивалент на рентгенови лъчи (BER) 1 ЗВ = 100 рем. 1 rem е доза еквивалентна радиация, която създава същото биологично увреждане като 1 rad рентгеново или  - лъчение (1 rem = 0,01 J/kg). Rad - извънсистемна единица за погълната доза съответства на енергията от 100 erg, погълната от вещество с маса 1 g (1 rad = 0,01 J/kg = 2,388 * 10 -6 cal/g). Мерна единица погълната доза (SI) - Грей- характеризира погълнатата енергия от 1 J на ​​маса от 1 kg облъчено вещество (1 Грей = 100 rad).
Стандартизация на йонизиращите лъчения

Според нормите радиационна безопасност(NRB-76) са установени максимално допустимите дози на облъчване (ПДО) за хора. Правила за движение- това е годишната доза облъчване, която, ако се натрупа равномерно за 50 години, няма да причини неблагоприятни промени в здравето на облъчения човек и неговото потомство.

Стандартите установяват 3 категории експозиция:

А - облъчване на лица, работещи с източници на радиоактивно лъчение (персонал на атомната електроцентрала);

B - облъчване на лица, работещи в съседни помещения (ограничена част от населението);

B - облъчване на населението от всички възрасти.

Максимални граници на експозиция (над естествен фон)

Допуска се еднократна доза външно облъчване 3 rem на тримесечие, при условие че годишната доза не надвишава 5 rem. Във всеки случай дозата, натрупана до 30-годишна възраст, не трябва да надвишава 12 MDA, т.е. 60 бр.

Естественият фон на земята е 0,1 rem/година (от 00,36 до 0,18 rem/година).

Контрол на експозицията(служба за радиационна безопасност или специален работник).

Извършва системно измерване на дозите на източници на йонизиращи лъчения на работните места.

Устройства радиационен мониторингбазиран на методи за йонизационна сцинтилация и фотографска регистрация.

Метод на йонизация- въз основа на способността на газовете под въздействието на радиоактивно лъчение да станат електропроводими (поради образуването на йони).

Сцинтилационен метод- въз основа на способността на някои луминесцентни вещества, кристали, газове да излъчват проблясъци на видима светлина, когато се абсорбират радиоактивно излъчване(фосфор, флуор, фосфор).

Фотографски метод- въз основа на въздействието на радиоактивното лъчение върху фотографската емулсия (почерняване на фотолента).

Уреди: ефективност - 6 (джобен индивидуален дозиметър 0.02-0.2R); Броячи на Гайгер (0.2-2P).

Радиоактивността е спонтанно превръщане на нестабилни атомни ядра в ядра на елементи, придружено от излъчване на ядрена радиация.

Известни са 4 вида радиоактивност: алфа разпад, бета разпад, спонтанно делене на атомните ядра, протонна радиоактивност.

За измерване на мощността на експозиционната доза: DRG-0,1; DRG3-0,2; SGD-1

Дозиметри за кумулативна експозиционна доза: ИФК-2,3; IFK-2.3M; ДЕТЕ -2; TDP - 2.
Защита от йонизиращи лъчения

Йонизиращо лъчениеабсорбира всякакви материали, но в различна степен. Използват се следните материали:

k - коефициент пропорционалност, k  0,44 * 10 -6

Източникът е електрически вакуумен апарат. Напрежение U = 30-800 kV, аноден ток I = десетки mA.

Оттук и дебелината на екрана:

d = 1/ * ln ((P 0 /P добавяне)*B)

Въз основа на израза бяха конструирани номонограми, които позволяват да се определи дебелината на оловния екран за необходимия коефициент на затихване и дадено напрежение.

To osl = P 0 /P допълнително според To osl и U -> d

k = I*t*100/36*x 2 P добавяне.

I - (mA) - ток в рентгеновата тръба

t (h) на седмица

P extra - (mR/седмица).

За бързи неутрони с енергия.
J x =J 0 /4x 2, където J 0 е абсолютният добив на неутрони за 1 секунда.

Защита с вода или парафин (поради голямото количество водород)

Контейнерите за съхранение и транспортиране са направени от смес от парафин с някакво вещество, което силно абсорбира бавни неутрони (например различни съединения на бора).

Методи и средства за защита от радиоактивни лъчения.

Радиоактивните вещества като потенциални източници на вътрешно облъчване се разделят на 4 групи според степента на опасност - A, B, C, D (в низходящ ред по степен на опасност).

Установени с “Основни санитарни правила за работа с радиоактивни вещества и източници на йонизиращи лъчения” - OSB-72. Цялата работа с открити радиоактивни вещества е разделена на 3 класа (виж таблицата). Нормите и средствата за защита при работа с открити радиоактивни вещества се установяват в зависимост от класа (I, II, III) на радиационна опасност при работа с изотопи.
Активност на лекарството на работното място mCi

Работата с открити източници от клас I, II изисква специални защитни мерки и се извършва в отделни изолирани помещения. Не се разглежда. Работата с източници от клас III се извършва в общи помещения на специално оборудвани места. За тези работи са установени следните защитни мерки:

1) В корпуса на устройството мощността на експозиционната доза трябва да бъде 10 mr/h;

На разстояние 1 m от апарата мощността на експозиционната доза е  0,3 mr/h;

Устройствата се поставят в специален защитен контейнер, в защитен кожух;

Намалете продължителността на работа;

Поставен знак за радиационна опасност

Работата се извършва поотделно, от екип от 2 човека, с квалификационна група 4.

До работа се допускат лица, навършили 18 години, които са специално обучени и преминават медицински прегледи поне веднъж на 12 месеца.

Използват се ЛПС: халати, шапки, изработени от памук. тъкани, оловни стъкла, манипулатори, инструменти.

Стените на стаята са боядисани маслена боядо височина над 2 метра, подовете са устойчиви на почистващи препарати.

ТЕМА 6.

Ергономични основи на защитата на труда.
В процеса на работа човек се влияе от психофизически фактори, физически упражнения, местообитание и др.

Проучване на кумулативното въздействие на тези фактори, съгласуването им с човешките възможности и оптимизиране на условията на труд ергономичност.
Изчисляване на категорията на тежестта на труда.

Тежестта на работата е разделена на 6 категории в зависимост от промяната във функционалното състояние на човек в сравнение с първоначалното състояние на покой. Категорията на тежестта на работата се определя чрез медицинска оценка или ергономично изчисление (резултатите са близки).

Процедурата за изчисление е следната:

Съставя се „Карта на условията на труд на работното място“, в която се нанасят и оценяват по 6-бална скала всички биологично значими показатели (фактори) на условията на труд. Оценяване по нормативи и критерии. „Критерии за оценка на условията на труд по шестобална система.“

Оценките на разглежданите фактори k i се сумират и се намира средната оценка:

k av = 1/n  i =1 n k i

Определете интегралния показател за въздействието върху човек на всички фактори:

k  = 19,7 k ср. - 1,6 k ср. 2

Индикатор за ефективност:

k работи = 100-((k  - 15,6)/0,64)

С помощта на интегралния показател от таблицата се намира категорията на тежестта на труда.

1 категория - оптималенусловия на труд, т.е. тези, които осигуряват нормалното състояние на човешкия организъм. Няма опасни и вредни фактори. k   18 Ефективността е висока, няма функционални промени по медицински показатели.

3 категория- на ръба приемливо.Ако според изчисленията категорията на тежестта на труда се окаже по-висока от категория 2, тогава е необходимо да се вземат технически решения за рационализиране на най-трудните фактори и привеждането им в нормални нива.

тежестта на труда.

Индикатори за психофизиологично натоварване: напрежение в органите на зрението, слуха, вниманието, паметта; количеството информация, преминаваща през органите на слуха и зрението.

Оценява се физическата работапо консумация на енергия във W:

Условия на околната среда(микроклимат, шум, вибрации, състав на въздуха, осветление и др.). Те се оценяват съгласно стандартите GOST SSBT.

Безопасност(електрическа безопасност, радиационна, експлозивна и пожарна безопасност). Те се оценяват по стандартите на PTB и GOST SSBT.

Информационното натоварване на оператора се определя по следния начин. Аферентни (операции без въздействие), еферентни (контролни операции).

Ентропията (т.е. количеството информация на съобщение) на всеки източник на информация се определя:

Hj = -  pi log 2 pi, бит/сигнал.

където j са източници на информация, всеки с n сигнала (елемента);

Hj е ентропията на един (j-ти) източник на информация;

pi = k i /n - вероятност за i-тия сигнал на разглеждания източник на информация;

n - брой сигнали от 1 източник на информация;

ki е броят на повторенията на сигнали с едно и също име или работни елементи от същия тип.

Определя се ентропията на цялата система

брой източници на информация.

Определя се прогнозният поток от информация

Frasch = H  * N/t,

където N е общият брой сигнали (елементи) на цялата операция (система);

t - продължителност на операцията, сек.

Проверява се условието Fmin  Frasch  Fmax, където Fmin = 0,4 бита/сек, Fmax = 3,2 бита/сек – най-малкото и най-голямото допустимо количество информация, обработвана от оператора.

Главна информация
Лъченията, чието взаимодействие с околната среда води до образуването на йони с различни знаци и радикали, се наричат ​​йонизиращи. В този случай се прави разлика между корпускулярно и фотонно излъчване. Корпускулярното излъчване е поток от елементарни частици: a- и b-частици, неутрони, протони, мезони и др. Елементарните частици възникват при радиоактивен разпад, ядрени трансформации или се генерират в ускорители. Заредените частици, в зависимост от количеството кинетична енергия, могат директно да произвеждат йонизиращо лъчение при сблъсък с материята. Неутрони и други неутрални елементарни частицикогато взаимодействат с дадено вещество, те не предизвикват пряка йонизация, но в процеса на взаимодействие със средата отделят заредени частици (електрони, протони и др.), способни да йонизират атомите и молекулите на средата, през която преминават. Такова лъчение обикновено се нарича индиректно йонизиращо лъчение.

Фотонното лъчение включва: гама лъчение, характеристично лъчение, спирачно лъчение и рентгеново лъчение. Тези лъчения са електромагнитни трептения с много високи честоти (Hz), които възникват при промяна на енергийното състояние на атомните ядра (гама-лъчение), пренареждане на вътрешните електронни обвивки на атомите (характеристика), взаимодействие на заредени частици с електрическо поле (тормозно лъчение). ) и други явления. Фотонното лъчение също е индиректно йонизиращо. В допълнение към йонизиращата способност, основните характеристики на йонизиращото лъчение включват енергия, измерена в електронволти, и проникваща способност.

Източникът на радиация е обект, съдържащ радиоактивен материал или техническо средствоизлъчващи или способни да излъчват радиация при определени условия. Такива обекти включват: радионуклиди, ядрени устройства (ускорители, ядрени реактори), рентгенови тръби.

Технологиите, методите и устройствата, използващи йонизиращи лъчения, са широко разпространени в индустрията, медицината и науката. Това е, на първо място, атомни електроцентрали, надводни и подводни кораби с ядрени инсталации, рентгенови инсталации за медицински, научни и промишлена употребаи т.н.
^

Биологични ефекти на радиацията.

Радиацията е вреден фактор за живата природа и особено за човека. Биологично вредното въздействие на радиацията върху живия организъм се определя главно от дозата на погълнатата енергия и произтичащия от това йонизационен ефект, т.е. плътността на йонизацията. По-голямата част от погълнатата енергия се изразходва за йонизиране на живите тъкани, което се отразява в определението на радиацията като йонизираща.

Йонизиращото лъчение има пряко и косвено въздействие върху биологичната тъкан. Директно - разкъсване на вътреатомни и вътремолекулни връзки, възбуждане на атоми или молекули, образуване на свободни радикали. Най-важна е радиолизата на водата. В резултат на радиолизата се образуват силно реактивни радикали, които причиняват вторични окислителни реакции при всякакви връзки, до промяна в химическата структура на ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) с последващи генни и хромозомни мутации. Тези явления са индиректните (индиректни) ефекти на радиацията. Трябва да се отбележи, че особеността на въздействието на йонизиращата радиация е, че стотици и хиляди молекули, които не са пряко засегнати от радиацията, участват в химични реакции, предизвикани от реактивни радикали. По този начин резултатът от излагането на йонизиращо лъчение, за разлика от други видове лъчение, зависи в по-голяма степен от формата, в която неговата енергия се предава на биологичен обект.

Отрицателните последици от излагането на йонизиращо лъчение върху човешкото тяло условно се разделят на соматични и генетични. Генетичните ефекти от излагането на радиация се появяват на дългосрочни интервали в потомството на облъчените. Соматичните последици, в зависимост от степента и естеството на радиацията, могат да се проявят директно под формата на остра или хронична форма на лъчева болест. Лъчевата болест се характеризира преди всичко с промени в състава на кръвта (намаляване на броя на левкоцитите в кръвта - левкопения), както и с появата на гадене, повръщане и подкожни кръвоизливи и язви. Остра форма на лъчева болест възниква при еднократно излагане на повече от 100 P (рентген) - 1-ва степен на лъчева болест, а при 400 P (3-та степен) се наблюдават 50% от смъртните случаи, което се свързва предимно със загуба на имунитета. При доза на облъчване над 600 R (степен 4), 100% от облъчените умират. По отношение на вредите от йонизиращите лъчения природата е поставила човека в най-трудни условия в сравнение с останалите живи същества. Така средните летални дози (50%) са: маймуна - 550, заек - 800, червеи - 20 000, амеба - 100 000, вируси - повече от 1 000 000 P.
^Дозови единици.
Общата единица (мярка) за излагане на хора на йонизиращо лъчение е дозата. Разграничават се следните основни видове дози: абсорбирани, еквивалентни, ефективни, експозиционни.

^ Абсорбирана доза (D) – количеството енергия на йонизиращото лъчение, предадено на веществото:

Където
– средна енергия, пренесена от йонизиращо лъчение към вещество, разположено в елементарен обем,
е масата на веществото в този обем.

^ Еквивалентна доза (N) – сумата от погълнатите дози в органи или тъкани, умножена по съответния тегловен коефициент за даден вид радиация :

Коефициентите на тежест отчитат относителната опасност от различни видове радиация за предизвикване на неблагоприятни биологични ефекти и зависят от йонизиращата способност на радиацията. За различните видове радиация тегловните коефициенти са:

Фотони с всякаква енергия, електрони………………………1

Неутрони с енергия под 10 keV…………………………5

От 10 keV до 100 keV……………….10

Алфа частици……………………………………………20

^ Ефективна доза (E) – стойност, използвана като мярка за риска от дълготрайни последици от облъчване на цялото човешко тяло и отделни негови органи и тъкани, като се отчита тяхната радиочувствителност. Това е сумата от продуктите на еквивалентната доза в органи и тъкани със съответните тегловни коефициенти:

-

^ Доза на експозиция (X) е количествена характеристика на фотонното лъчение въз основа на нейното йонизиращо действие в сух атмосферен въздухи представлява съотношението на общия заряд (dQ) на йони от същия знак, възникващи във въздуха с пълно спиране на всички вторични електрони и позитрони, които са образувани от фотони в малък обем въздух, към масата на въздуха (dm) в този обем (вярно за фотонно лъчение с енергия до 3 MeV):

Дозовите единици в системата SI и извънсистемните единици са дадени в таблица 1.

маса 1

Доза	SI единици	Несистемни единици
Абсорбира се	J/kg, сиво (Gy)	1 rad=0,01 Gy
Еквивалентен	Сив = сиверт (Sv)	1 рем=0,01 Св
Ефективно	сиверт = Сиверт (Sv)
Изложба	Кулон/kg, (Cul/kg)	Рентгенова снимка (R) 1Р=2,58 ∙ 10 -4 С/кг 1 P = 1 rad = 0,013 Sv (в биологични тъкани)

За да се характеризира промяната в дозата във времето, се въвежда понятието мощност на дозата. Мощностите на експозицията, абсорбираната и еквивалентната доза се определят съответно:

Характеристика на активността на радионуклида (спонтанен разпад) е съотношението на броя на спонтанните ядрени трансформации, възникващи в източника за единица време. Единицата за радиоактивност е бекерел (Bq). Бекерел е равна на активността на радионуклид в източник, в който една спонтанна ядрена трансформация се извършва за 1 s. Извънсистемна единица дейност - кюри (Ci). 1 Ci = 3.700 10 10 Bq Активността на радионуклидите зависи от времето. Времето, през което половината от първоначалните атоми се разпадат, се нарича период на полуразпад. Например полуживотът на йода
8,05 дни, а за уран
- 4,5 милиарда години
^ Норми за радиационна безопасност.
Основният документ, регулиращ допустимите нива на радиационно облъчване на човешкото тяло в нашата страна, е „Нормите за радиационна безопасност“ (НРБ - 99). За да се намали ненужното облъчване, нормирането се извършва диференцирано за различните категории облъчени лица в зависимост от условията на контакт с източниците на радиация и местоживеенето. Стандартите установяват следните категории облъчени лица:

Личен състав (групи А и Б);

Цялото население, включително персонала извън обхвата и условията на производствената му дейност.

Радиационните норми се диференцират и в зависимост от различната радиочувствителност на органи и части от човешкото тяло.

Максимално допустимата доза (ПДД) е най-високата стойност на индивидуалната еквивалентна доза за година, която при равномерно облъчване в продължение на 50 години няма да причини неблагоприятни промени в здравето на персонала, които могат да бъдат открити със съвременни методи.

Граничната доза (DL) е максималната еквивалентна доза за година за ограничена част от населението. PD е настроен да бъде 10 пъти по-малък от SDA, за да се предотврати ненужното излагане на тази група хора. Стойностите на правилата за движение и PD в зависимост от групата на критичните органи са дадени по-долу в таблица 2.

Законите на биологичното въздействие на радиацията върху живата тъкан определят основните принципи на защита - намаляване на плътността на радиационния поток и времето на неговото действие. Времето на контакт с радиация при нормална работа на инсталацията е регулируем и контролируем параметър. Плътността на облъчващия поток зависи от мощността на източника, неговите физически характеристики и инженерната защита на източника.
Таблица 2.

^ Основни граници на дозите

* Забележка: дозите на радиация за персонал от група B не трябва да надвишават ¼ от стойностите за персонал от група A.
^ Защитни мерки.
Инженерната защита се разбира като всяка среда (материал), разположена между източника и зоната, където се намират хора или оборудване, за намаляване на потока от йонизиращо лъчение. Защитата обикновено се класифицира според предназначение, тип, оформление, форма и геометрия. По предназначение защитата се разделя на биологична, радиационна и термична.

Биологичната защита трябва да осигури намаляване на дозата на облъчване на персонала до максимално допустимите нива. При радиационната защита степента на радиационно увреждане на различни обекти, изложени на радиация, трябва да бъде осигурена до приемливи нива. Термична защитаосигурява намаляване на освобождаването на радиационна енергия в защитните състави до приемливи нива.

Основните свойства на радиацията, които определят условията за безопасна работа, са йонизираща и проникваща способност. Йонизиращата способност на радиацията се отразява в стойността на коефициента на претегляне, а проникващата способност се характеризира със стойността на линейния коефициент на поглъщане.

Законът за отслабване на радиацията в веществото, в зависимост от неговата дебелина (x), може да бъде записан в следната форма:

където n е скоростта на броене на токовите импулси в присъствието на защитен материал с дебелина x, imp/s,

n f - скорост на броене на токови импулси извън зоната на въздействие на източника на радиация, т.е. фон, имп/и,

n o - скорост на броене на токови импулси без защитен материал, imp/s.

От формула (2) извличаме израза за изчисляване на линейния коефициент на затихване:

представени въз основа на резултатите от измерванията на радиационното затихване за различни дебелиниза един материал. В този случай тази зависимост ще има формата на права линия с наклон, определен от стойността на линейния коефициент на затихване, т.е. m = tq a.

Поглъщането на радиация в дадено вещество зависи от естеството на излъчването, както и от състава и плътността на самото вещество. Таблица 3 по-долу показва зависимостта на коефициента на затихване за фотонно излъчване:

Абсорбцията на корпускулярното йонизиращо лъчение се извършва много по-интензивно от фотонното лъчение. Това може да се обясни или с наличието на частици, които йонизират веществото, електрически заряд, или в негово отсъствие, наличието на значителна маса йонизиращи частици (неутрони). Удобно е да се характеризира поглъщането на корпускулярно излъчване чрез свободния път на частиците в дадено вещество.

Таблица 3

Таблица 4 представя характерните стойности на свободния път на частиците във въздуха за a -, b - и протонно лъчение.
Таблица 4

^ Геометрично затихване на радиацията.
За точковите източници радиационният поток, в допълнение към гореспоменатия модел на затихване при преминаване през материя, ще бъде отслабен поради геометрична дивергенция, подчинявайки се на обратния квадратичен закон

,

Геометрично източниците могат да бъдат точкови и разширени. Разширените източници са суперпозиция на точкови източници и могат да бъдат линейни, повърхностни или обемни. Физически такъв източник може да се счита за точков, максимални размерикоето е много по-малко от разстоянието до точката на откриване и свободния път в изходния материал.

За точков изотропен източник геометричното несъответствие играе решаваща роля за намаляване на радиационната плътност във въздуха. Затихването, дължащо се на абсорбция във въздуха, например за източник с енергия, равна на 1 MeV на разстояние 3 m, е 0,2%.
^ Регистрация на радиация. Оборудване и процедура за изследване .
Уредите, използвани в областта на радиационния контрол, се разделят според предназначението си на дозиметри, радиометри и спектрометри. Дозиметрите се използват за измерване на погълнатата доза йонизиращо лъчение или неговата мощност. Радиометрите се използват за измерване на плътността на радиационния поток и радионуклидната активност. Спектрометрите се използват за измерване на разпределението на радиацията по енергия на частици или фотони.

Основата за регистриране на всякакъв вид радиация е взаимодействието му с веществото на детектора. Детекторът е устройство, чийто вход получава йонизиращо лъчение и произвежда записан сигнал на изхода си. Видът на детектора се определя от характера на сигнала – при светлинен сигнал детекторът се нарича сцинтилационен, при токови импулси – йонизационен, при поява на парни мехурчета – балонна камера, а при наличие на капчици течност – облак. камера. Веществото, в което енергията на йонизиращото лъчение се преобразува в сигнал, може да бъде газ, течност или твърдо вещество, което дава съответното име на детекторите: газ, течност и твърдо вещество.

В тази работа използваме устройство, което съчетава функциите на дозиметър и радиометър - преносимо устройство за геоложки проучвания SRP-68-01. Устройството се състои от дистанционен детектор БДГЧ-01, преносимо дистанционно управление, което съдържа измервателна верига и стрелково устройство.

SRP-68-01 използва сцинтилационен детектор, базиран на монокристал от неорганичен натрий-йод (NaI). Принципът на работа на детектора е следният. Лъчението, взаимодействайки със сцинтилаторното вещество, създава светлинни проблясъци в него. Фотоните на светлината удрят фотокатода и избиват фотоелектроните от него. Ускорените и умножени електрони се събират на анода. Всеки електрон, абсорбиран в сцинтилатора, съответства на токов импулс в анодната верига на фотоумножителната тръба, следователно могат да бъдат измерени както средната стойност на анодния ток, така и броят на токовите импулси за единица време. В съответствие с това се прави разлика между токов (интегриращ) и броителен режим на сцинтилационен дозиметър.

Указателното устройство в измервателния комплекс ви позволява да вземете стойности за два режима на работа на дозиметъра:

Мощност на експозиционната доза, µR/h;

Средна скорост на броене на токови импулси, imp/s.

Като източник на йонизиращо лъчение в работата се използва контролна калибровъчна маркировка, която съдържа радионуклид 60 Co с енергия на гама кванта: 1,17 MeV и 1,37 MeV.

Експерименталните изследвания се извършват на лабораторна пейка, чиято основа е сцинтилационното геоложко проучване SRP-68-01. Диаграмата на стойката е показана на фиг. 1 и 2.

Фиг. 1. Инсталационна блокова схема

Тук: 1 - преносима измервателна конзола; 2 – измервателна линийка; 3 – изследвани материали, 4 – радиоактивен източник; 5 - детекторна тръба; 6 - защитен екран.

Ориз. 2. Преден панел на измервателния уред.

Тук: 1 - превключвател на вида работа; 2 - превключвател на граници и режими на измерване; 3 - измервателна скала на преобразуващото устройство; 4 - контрол на нивото на аудио сигнала.

Трябва да се отбележи, че броят на събитията на разпадане на радиацията и броят на токовите импулси, записани от радиометъра, са случайни променливи, подчинявайки се на закона на Поасон. Поради тази причина всяко измерване трябва да се повтори пет пъти на интервали от една минута и като резултат да се вземе средната стойност.

За да подготвите настройката за измервания, трябва:

• 
  включете дистанционното управление за измерване, като поставите типа работен превключвател (позиция 1 на фиг. 2) на позиция „5”;
• 
  освободете измервателния прозорец на радиоактивния източник, като премахнете защитния екран.

1. Измервания на мощността на експозиционната доза в зависимост от разстоянието от източника на радиация:

Поставете превключвателя за граници и режими на измерване (поз. 2 на фиг. 2) в долно положение “mR/h”, при което мощността на експозиционната доза се измерва в µR/h;

Отчетете стойностите на мощността на експозиционната доза от измервателната скала на преизчислителното устройство (поз. 3 на фиг. 2), като преместите детекторната тръба (поз. 2 на фиг. 1) по измервателната линийка, в зависимост от разстоянието до касетата в съответствие с опцията на задачата. Измерванията на разстояния по-големи от 60 см трябва да се извършват допълнително в режимите на измерване - импулс/и, т.е. Превключвателят за граници и режими на измерване (поз. 2 на фиг. 2) трябва да бъде поставен в положение (S -1). На това разстояние стойностите на мощността на експозиционната доза и скоростта на броене ще съответстват на нивото на фона в стаята.

Поставете тръбата на детектора по протежение на измервателната линийка на разстояние 1,5 см от източника на радиация и тръбата трябва да бъде в това положение постоянно през цялата серия от измервания съгласно стъпка 2 (за да се осигури същата степен на затихване на радиацията поради геометрична дивергенция );

Превключвателят за граници и режими на измерване (поз. 2 на фиг. 2) се поставя в положение “S -1”, при което токовите импулси се отчитат в импулси/s;

Вземете стойността на плътността на потока при липса на защитни материали между измервателния прозорец и детектора;

Вземете стойността на плътността на потока за различни проби от материали в съответствие с опцията на задачата, инсталирана между измервателния прозорец и детектора;

Вземете стойността на плътността на потока за различни материали в съответствие с опцията за спецификация, инсталирана между измервателния прозорец и детектора. В този случай проба с необходимата дебелина се сглобява от няколко проби.
^ Обработка на експериментални резултати и изчислителни задачи

1. 
   Измервания на мощността на експозиционната доза в зависимост от разстоянието от източника на радиация:

2. Измервания на плътността на потока гама-кванти зад слой от защитни материали:

^ Условия за безопасност по време на работа.

Активността на източника според паспорта е 0,04 μKu. Източникът е защитен с оловен щит, осигуряващ мощност на еквивалентната доза на повърхността не повече от 0,6 μSv/h, а на разстояние 0,4 m от източника нивото на радиация от него е близко до фона. Посочените параметри на източника и условията за неговата защита в съответствие с НРБ-96 осигуряват безопасността на изпълнителя по време на изследване.

^ ВАРИАНТИ ЗА ЗАДАЧИ

2. Въздействие на йонизиращото лъчение върху биологичната тъкан. Характеристики на това въздействие.

3. Признаци на лъчева болест. Степени на лъчева болест.

4. Какво определя степента на излагане на йонизиращо лъчение върху човешкото тяло?

5. Дози йонизиращи лъчения. Техният физически смисъл. Единици за измерване на дозата. Връзки между дозовите единици.

6. Нормиране на йонизиращите лъчения. Какво определя максимално допустимите дози?

7. Какво се разбира под инженерна защита срещу йонизиращи лъчения?

8. Какви материали осигуряват най-добрата защитаот излагане
частици, частици, радиация и защо?

9. Какви са известните методи за регистриране на йонизиращи лъчения?
Ефремов С.В., Малайски К.Р., Малишев В.П., Монашков В.В. и т.н.

Безопасност. Лабораторен семинар.
Урок

Коректор

Технически редактор

Директор на издателството Политехнически университет ^ А.В. Иванов

Лиценз ЛР № 020593 от 07.08.97г

Данъчно облекчение - Общоруски класификатор на продуктите

ОК 005-93, том 2; 95 3005 – учебна литература

Подписан за печат 2011 г. формат 60х84/16.

Cond.bake.l. . Уч.ед.л. . Тираж 200. Поръч

_________________________________________________________________________

Държавен политехнически университет в Санкт Петербург.

Издателство на Политехническия университет,

Член на Издателско-печатната асоциация на руските университети.

Адрес на университета и издателството:

195251, Санкт Петербург, ул. Политехническа, 29.

100 рублибонус за първа поръчка

Изберете тип работа Дипломна работаКурсова работа Реферат Магистърска теза Доклад от практика Статия Доклад Рецензия ТестМонография Бизнес план за решаване на проблеми Отговори на въпроси Творческа работаЕсе Рисуване Работи Превод Презентации Въвеждане Друго Повишаване на уникалността на текста Магистърска теза Лабораторна работаОнлайн помощ

Разберете цената

Източници на електромагнитно излъчване

Известно е, че в близост до проводник, през който протича ток, възникват едновременно електрически и магнитни полета. Ако токът не се променя с времето, тези полета са независими едно от друго. При променлив токмагнитните и електрическите полета са свързани помежду си, представлявайки едно електромагнитно поле.

Електромагнитното поле има определена енергия и се характеризира с електрически и магнитен интензитет, което трябва да се вземе предвид при оценката на условията на труд.

Източници на електромагнитно излъчване са радиотехнически и електронни устройства, индуктори, термични кондензатори, трансформатори, антени, фланцови съединения на вълноводни пътища, микровълнови генератори и др.

Съвременната геодезическа, астрономическа, гравиметрична, въздушна фотография, морска геодезия, инженерна геодезия, геофизична работа се извършва с помощта на инструменти, работещи в диапазона електромагнитни вълни, свръхвисоки и свръхвисоки честоти, излагащи работниците на опасност с интензитет на излъчване до 10 μW/cm2.

Биологични ефекти на електромагнитното лъчение

Хората не виждат и не усещат електромагнитните полета и затова не винаги предупреждават за опасните ефекти на тези полета. Електромагнитното излъчване има вредно въздействие върху човешкото тяло. В кръвта, която е електролит, под въздействието на електромагнитно излъчване възникват йонни токове, причиняващи нагряване на тъканите. При определен интензитет на излъчване, наречен топлинен праг, тялото може да не е в състояние да се справи с генерираната топлина.

Нагряването е особено опасно за органи с недостатъчно развита съдова система с ниско кръвообращение (очи, мозък, стомах и др.). Ако очите ви са изложени на радиация в продължение на няколко дни, лещата може да стане мътна, което може да причини катаракта.

В допълнение към топлинните ефекти, електромагнитното излъчване има неблагоприятен ефект върху нервната система, причинявайки дисфункция на сърдечно-съдовата система и метаболизма.

Продължителното излагане на електромагнитно поле на човек причинява повишена умора, води до намаляване на качеството на работните операции, силна болка в сърцето, промени в кръвното налягане и пулса.

Рискът от излагане на човек на електромагнитно поле се оценява въз основа на количеството електромагнитна енергия, погълната от човешкото тяло.

3.2.1.2 Електрически полета на токове с индустриална честота

Установено е, че електромагнитните полета на токове с индустриална честота (характеризиращи се с честота на трептене от 3 до 300 Hz) също имат отрицателно въздействие върху тялото на работниците. Неблагоприятните ефекти на токовете с индустриална честота се проявяват само при напрегнатост на магнитното поле от порядъка на 160-200 A/m. Често силата на магнитното поле не надвишава 20-25 A/m, така че е достатъчно да се оцени опасността от излагане на електромагнитно поле въз основа на големината на силата на електрическото поле.

За измерване на силата на електрическите и магнитните полета се използват устройства от типа IEMP-2. Плътността на радиационния поток се измерва с различни видове радарни тестери и термисторни измервателни уреди с ниска мощност, например "45-M", "VIM" и др.

Защита срещу електрически полета

В съответствие със стандарта "GOST 12.1.002-84 SSBT. Електрически полета с индустриална честота. Допустими нива на напрежение и изисквания за наблюдение на работните места." нормите за допустими нива на напрегнатост на електрическото поле зависят от времето, което човек прекарва в опасната зона. Допуска се присъствие на персонал на работното място в продължение на 8 часа при напрегнатост на електрическото поле (E), не по-голяма от 5 kV / m. При стойности на напрегнатост на електрическото поле от 5-20 kV/m, допустимото време на престой в работна средав часове е:

T=50/E-2. (3.1)

Работата при условия на облъчване с електрическо поле с интензитет 20-25 kV/m трябва да продължи не повече от 10 минути.

В работна зона, характеризираща се с различна напрегнатост на електрическото поле, престоят на персонала е ограничен до следното време (в часове):

където и TE са съответно действителното и допустимото време на престой на персонала (часове) в контролирани зони с напрежение E1, E2, ..., En.

Основните видове колективна защита срещу влиянието на електрическото поле на токове с индустриална честота са екраниращи устройства. Екранирането може да бъде общо или отделно. При общо екраниране високочестотната инсталация е покрита с метален корпус - капачка. Инсталацията се управлява през прозорци в стените на корпуса. От съображения за безопасност корпусът е в контакт със земята на монтажа. Вторият вид общо екраниране е изолацията на високочестотната инсталация в отделна стаяс дистанционно управление.

Структурно екраниращите устройства могат да бъдат направени под формата на навеси, навеси или прегради, изработени от метални въжета, пръти, мрежи. Преносимите екрани могат да бъдат проектирани под формата на подвижни сенници, палатки, щитове и др. Екраните са направени от ламаринадебелина най-малко 0,5 мм.

Наред със стационарни и преносими устройства за екраниране се използват индивидуални комплекти за екраниране. Те са предназначени да предпазват от излагане на електрическо поле, чийто интензитет не надвишава 60 kV/m. Индивидуалните предпазни комплекти включват: гащеризони, предпазни обувки, защита за глава, както и защита за ръце и лице. Компонентикомплектите са оборудвани с контактни щифтове, чието свързване позволява да се осигури единичен електрическа мрежаи прилагайте висококачествено заземяване (обикновено чрез обувки).

Периодично се проверява техническото състояние на екраниращите комплекти. Резултатите от теста се записват в специален дневник.

Полевите топографски и геодезически работи могат да се извършват в близост до електропроводи. Електромагнитните полета на въздушните електропроводи с високо и свръхвисоко напрежение се характеризират с магнитна и електрическа сила съответно до 25 A/m и 15 kV/m (понякога на височина 1,5-2,0 m от земята). Ето защо, за да се намали отрицателното въздействие върху здравето, по време на производството работа на теренв близост до електропроводи с напрежение 400 kV и повече, е необходимо или да се ограничи времето, прекарано в опасната зона, или да се използват лични предпазни средства.

3.2.1.3 Радиочестотни електромагнитни полета

Източници на радиочестотни електромагнитни полета

Източници на електромагнитни полета на радиочестоти са: радиоразпръскване, телевизия, радар, радиоконтрол, закаляване и топене на метали, заваряване на неметали, електроразследване в геологията (радиовълново предаване, индукционни методи и др.), радиокомуникации и т.н.

Нискочестотната електромагнитна енергия 1-12 kHz се използва широко в индустрията за индукционно нагряванес цел закаляване, топене, нагряване на метал.

Енергия на импулсно електромагнитно поле ниски честотиизползва се за щамповане, пресоване, съединяване на различни материали, леене и др.

При диелектрично нагряване (сушене на мокри материали, лепене на дърво, отопление, термофиксация, топене на пластмаси) се използват настройки в честотния диапазон от 3 до 150 MHz.

Свръхвисоките честоти се използват в радиокомуникациите, медицината, радиоразпръскването, телевизията и др. Работата със свръхвисокочестотни източници се извършва в радара, радионавигацията, радиоастрономията и др.

Биологични ефекти на електромагнитните полета на радиочестотите

По отношение на субективните усещания и обективните реакции на човешкия организъм не се наблюдават особени разлики при излагане на целия диапазон на HF, UHF и микровълнови радиовълни, но проявите и неблагоприятните последици от излагането на микровълнови електромагнитни вълни са по-типични.

Най-характерните ефекти на радиовълните от всички диапазони са отклонения от нормалното състояние на централната нервна система и сърдечно-съдовата система на човека. Общото в природата на биологичното действие на електромагнитните полета с високоинтензивни радиочестоти е топлинният ефект, който се изразява в нагряване на отделни тъкани или органи. Лещата на окото е особено чувствителна към топлинния ефект, жлъчен мехур, пикочния мехур и някои други органи.

Субективните усещания на експонирания персонал включват оплаквания от чести главоболия, сънливост или безсъние, умора, летаргия, слабост, повишено изпотяване, притъмняване в очите, разсеяност, световъртеж, загуба на памет, безпричинно чувство на тревожност, страх и др.

Към изброените неблагоприятни въздействия върху човека следва да се добави мутагенният ефект, както и временната стерилизация при облъчване с интензивност над термичния праг.

За оценка на потенциалните неблагоприятни ефекти на електромагнитните вълни на радиочестотите се приемат приемливи енергийни характеристики на електромагнитното поле за различни честотни диапазони - електрическа и магнитна сила, плътност на енергийния поток.

Защита от радиочестотни електромагнитни полета

За да се гарантира безопасността на работата с източници на електромагнитни вълни, на работните места и в местата, където може да се намира персоналът, се извършва систематичен мониторинг на действителните стойности на стандартизираните параметри. Ако условията на работа не отговарят на изискванията на стандартите, се използват следните методи за защита:

1. Екраниране на работното място или източника на радиация.

2. Увеличаване на разстоянието от работното място до източника на радиация.

3. Рационално разполагане на оборудването в работната зона.

4. Използване на превантивни предпазни средства.

5. Използването на специални абсорбери на енергия за намаляване на радиацията при източника.

6. Използване на възможности за дистанционно управление и автоматично управлениеи т.н.

Работните места обикновено се намират в зона с минимален интензитет на електромагнитното поле. Последната връзка във веригата на инженерните защитни средства са личните предпазни средства. Като лично средство за защита на очите от микровълново лъчение се препоръчват специални предпазни очила, чиито стъкла са покрити с тънък слой метал (злато, калаен диоксид).

Защитното облекло се изработва от метализиран плат и се използва под формата на гащеризони, халати, якета с качулки, с вградени в тях предпазни очила. Използването на специални тъкани в защитното облекло може да намали излагането на радиация 100-1000 пъти, тоест с 20-30 децибела (dB). Предпазните очила намаляват интензитета на излъчване с 20-25 dB.

За профилактика на професионалните заболявания е необходимо провеждането на предварителни и периодични медицински прегледи. Жените по време на бременност и кърмене трябва да бъдат прехвърлени на друга работа. С радиочестотни генератори не се допускат лица под 18 години. На лицата, които имат контакт с източници на микровълново и UHF лъчение, се предоставят обезщетения (съкратено работно време, допълнителен отпуск).

ЙОНИЗИРАЩО ЛЪЧЕНИЕ, НЕГОВОТО СЪЩНОСТ И ВЪЗДЕЙСТВИЕ ВЪРХУ ЧОВЕШКОТО ТЯЛО

Радиация и нейните разновидности

Йонизиращо лъчение

Източници на радиационна опасност

Проектиране на източници на йонизиращи лъчения

Пътища на проникване на радиация в човешкото тяло

Мерки за йонизиращо излагане

Механизъм на действие на йонизиращото лъчение

Последици от радиация

Лъчева болест

Осигуряване на безопасност при работа с йонизиращи лъчения

Радиация и нейните разновидности

Радиация са всички видове електромагнитно излъчване: светлина, радиовълни, слънчева енергия и много други излъчвания около нас.

Източниците на проникваща радиация, които създават естествения радиационен фон, са галактически и слънчева радиация, Наличност радиоактивни елементив почвата, въздуха и материалите, използвани в стопанската дейност, както и изотопи, главно калий, в тъканите на живия организъм. Един от най-значимите естествени източници на радиация е радонът, газ без вкус и мирис.

Интерес представлява не каквото и да е лъчение, а йонизиращо лъчение, което, преминавайки през тъканите и клетките на живите организми, е в състояние да им предаде своята енергия, да разруши химичните връзки вътре в молекулите и да причини сериозни промени в тяхната структура. Йонизиращото лъчение възниква по време на радиоактивен разпад, ядрени трансформации, инхибиране на заредени частици в материята и образува йони с различни знаци при взаимодействие с околната среда.

Йонизиращо лъчение

Всички йонизиращи лъчения се разделят на фотонни и корпускулярни.

Фотонното йонизиращо лъчение включва:

а) Y-лъчение, излъчвано по време на разпада на радиоактивни изотопи или анихилация на частици. Гама радиацията е с къса дължина на вълната по природа електромагнитно излъчване, т.е. поток от високоенергийни кванти на електромагнитна енергия, чиято дължина на вълната е значително по-малка от междуатомните разстояния, т.е. г< 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде);

б) рентгеново лъчение, което възниква при намаляване на кинетичната енергия на заредените частици и/или при промяна на енергийното състояние на електроните на атома.

Корпускулярното йонизиращо лъчение се състои от поток от заредени частици (алфа, бета частици, протони, електрони), чиято кинетична енергия е достатъчна, за да йонизира атомите при сблъсък. Неутроните и другите елементарни частици не предизвикват директно йонизация, но в процеса на взаимодействие с околната среда отделят заредени частици (електрони, протони), способни да йонизират атомите и молекулите на средата, през която преминават:

а) неутроните са единствените незаредени частици, образувани по време на определени реакции на делене на ядрата на атомите на уран или плутоний. Тъй като тези частици са електрически неутрални, те проникват дълбоко във всяко вещество, включително живите тъкани. Отличителна черта на неутронното лъчение е способността му да трансформира атоми на стабилни елементи в техните радиоактивни изотопи, т.е. създават индуцирано лъчение, което рязко увеличава опасността от неутронно лъчение. Проникващата способност на неутроните е сравнима с Y-лъчението. В зависимост от нивото на пренасяната енергия се разграничават бързи неутрони (с енергия от 0,2 до 20 MeV) и топлинни неутрони (от 0,25 до 0,5 MeV). Тази разлика се взема предвид при провеждането на защитни мерки. Бързите неутрони се забавят, губейки йонизационна енергия, от вещества с ниско атомно тегло (т.нар. водород-съдържащи вещества: парафин, вода, пластмаси и др.). Топлинните неутрони се абсорбират от материали, съдържащи бор и кадмий (борна стомана, борал, борграфит, кадмиево-оловна сплав).

Алфа, бета и гама квантите имат енергия от само няколко мегаелектронволта и не могат да създават индуцирано лъчение;

б) бета-частици - електрони, излъчвани по време на радиоактивния разпад на ядрени елементи с междинна йонизираща и проникваща способност (обхват във въздуха до 10-20 m).

в) алфа частиците са положително заредени ядра на атоми на хелий, а в космическото пространство атоми на други елементи, излъчени при радиоактивния разпад на изотопи на тежки елементи - уран или радий. Те имат ниска проникваща способност (разстоянието във въздуха е не повече от 10 см), дори човешката кожа е непреодолима пречка за тях. Те са опасни само ако попаднат в тялото, тъй като са в състояние да избият електрони от обвивката на неутрален атом на всяко вещество, включително човешкото тяло, и да го превърнат в положително зареден йон с всички произтичащи от това последствия, ще бъдат разгледани по-долу. Така една алфа частица с енергия 5 MeV образува 150 000 йонни двойки.

Характеристики на проникващата способност на различните видове йонизиращи лъчения

Количественото съдържание на радиоактивен материал в човешкото тяло или вещество се определя с термина „активност на радиоактивен източник“ (радиоактивност). Единицата за радиоактивност в системата SI е бекерел (Bq), съответстващ на един разпад за 1 s. Понякога в практиката се използва старата единица за активност - кюри (Ci). Това е активността на такова количество материя, в което за 1 s се разпадат 37 милиарда атома. За превод се използва следната зависимост: 1 Bq = 2,7 x 10 Ci или 1 Ci = 3,7 x 10 Bq.

Всеки радионуклид има постоянен, уникален период на полуразпад (времето, необходимо на веществото да загуби половината от своята активност). Например за уран-235 той е 4470 години, докато за йод-131 е само 8 дни.

Източници на радиационна опасност

1. главната причинаопасност – радиационна авария. Радиационна авария - загуба на контрол върху източник на йонизиращи лъчения (ИИР), причинена от неизправност на оборудването, неправилни действия на персонала, природни бедствияили други причини, които биха могли да доведат или са довели до облъчване на хора над установените стандарти или до радиоактивно замърсяване на околната среда. При аварии, причинени от разрушаване на корпуса на реактора или разтопяване на активната зона, се освобождават:

1) Фрагменти от активната зона;

2) Гориво (отпадък) под формата на силно активен прах, който може за дълго времебъдете във въздуха под формата на аерозоли, след което след преминаването на основния облак изпадате под формата на дъжд (сняг) валежи и при поглъщане причинявате болезнена кашлица, понякога подобна по тежест на астматичен пристъп;

3) лава, състояща се от силициев диоксид, както и бетон, разтопен в резултат на контакт с горещо гориво. Мощността на дозата в близост до такива лави достига 8000 R/час и дори петминутен престой в близост е пагубен за хората. В първия период след радиоактивните валежи най-голяма опасност представлява йод-131, който е източник на алфа и бета радиация. Неговият полуживот от щитовидната жлеза е: биологичен - 120 дни, ефективен - 7,6. Това налага възможно най-бързото провеждане на йодна профилактика за цялото население, попаднало в зоната на аварията.

2. Предприятия за разработване на находища и обогатяване на уран. Уранът има атомно тегло 92 и три естествено срещащи се изотопа: уран-238 (99,3%), уран-235 (0,69%) и уран-234 (0,01%). Всички изотопи са алфа излъчватели с незначителна радиоактивност (2800 kg уран е еквивалентен по активност на 1 g радий-226). Време на полуразпад на уран-235 = 7,13 х 10 години. Изкуствените изотопи уран-233 и уран-227 имат период на полуразпад от 1,3 и 1,9 минути. Уранът е мек метал, но външен видподобен на стомана. Съдържание на уран в някои естествени материалидостига 60%, но в повечето уранови руди не надвишава 0,05-0,5%. По време на процеса на добив, при получаване на 1 тон радиоактивен материал, се генерират до 10-15 хиляди тона отпадъци, а при преработката - от 10 до 100 хиляди тона. Отпадъците (съдържащи малки количества уран, радий, торий и други продукти на радиоактивно разпадане) отделят радиоактивен газ - радон-222, който при вдишване причинява облъчване на белодробната тъкан. Когато рудата се обогатява, радиоактивните отпадъци могат да попаднат в близките реки и езера. При обогатяване на уранов концентрат е възможно известно изтичане на газ уранов хексафлуорид от кондензационно-изпарителния блок в атмосферата. Някои уранови сплави, стружки и стърготини, получени по време на производството на горивни елементи, могат да се възпламенят по време на транспортиране или съхранение, в резултат на което значителни количества изгорели уранови отпадъци могат да бъдат изпуснати в околната среда.

3. Ядрен тероризъм. Дори зачестиха случаите на кражби на ядрени материали, годни за производство на ядрени оръжия по импровизиран начин, както и заплахи за извеждане от строя на ядрени предприятия, кораби с ядрени инсталации и атомни електроцентрали с цел получаване на откуп. Опасността от ядрен тероризъм съществува и на ежедневно ниво.

4. Тестове ядрени оръжия. Отзад напоследъке постигната миниатюризация на ядрените заряди за тестване.

Проектиране на източници на йонизиращи лъчения

Според конструкцията източниците на радиация биват два вида - затворени и отворени.

Затворените източници се поставят в запечатани контейнери и представляват опасност само при липса на подходящ контрол върху тяхната експлоатация и съхранение. Военните части също дават своя принос, като прехвърлят изведените от експлоатация устройства на спонсорирани учебни заведения. Загуба на отписани вещи, унищожаване като ненужни, кражба с последваща миграция. Например в Братск, в строително-строителен завод, източници на радиация, затворени в оловна обвивка, се съхраняват в сейф заедно с скъпоценни метали. И когато крадците разбили сейфа, те решили, че този масивен оловен блок също е ценен. Те го откраднаха и след това справедливо го разделиха, като разрязаха оловната „риза“ наполовина и ампулата с радиоактивен изотоп, затворен в нея.

Работата с открити източници на радиация може да доведе до трагични последици, ако не се знаят или нарушават съответните инструкции за правилата за работа с тези източници. Ето защо, преди да започнете работа с източници на радиация, е необходимо внимателно да проучите всички длъжностни характеристикии правилата за безопасност и стриктно спазвайте техните изисквания. Тези изисквания са посочени в „Санитарните правила за управление на радиоактивните отпадъци (SPO GO-85)“. Предприятие Радон, при заявка, извършва индивидуален мониторинг на лица, територии, обекти, проверка, дозиране и ремонт на устройства. Работата в областта на боравене с източници на радиация, оборудване за радиационна защита, добив, производство, транспортиране, съхранение, използване, поддръжка, обезвреждане, обезвреждане се извършва само въз основа на лиценз.

Пътища на проникване на радиация в човешкото тяло

За правилното разбиране на механизма на радиационното увреждане е необходимо ясното разбиране за съществуването на два начина, по които радиацията прониква в тъканите на тялото и им въздейства.

Първият начин е външно облъчване от източник, разположен извън тялото (в околното пространство). Това излагане може да включва рентгенови лъчи, гама лъчи и някои високоенергийни бета частици, които могат да проникнат през повърхностните слоеве на кожата.

Вторият начин е вътрешно облъчване, причинено от навлизането на радиоактивни вещества в тялото по следните начини:

В първите дни след радиационна авария най-опасни са радиоактивните изотопи на йода, които влизат в организма с храната и водата. Има много от тях в млякото, което е особено опасно за децата. Радиоактивният йод се натрупва главно в щитовидната жлеза, която тежи само 20 g. Концентрацията на радионуклиди в този орган може да бъде 200 пъти по-висока, отколкото в други части на човешкото тяло;

Чрез увреждане и порязвания по кожата;

Абсорбция през здрава кожа при продължително излагане на радиоактивни вещества (РС). В присъствието на органични разтворители (етер, бензол, толуен, алкохол) се повишава пропускливостта на кожата за радиоактивни вещества. Освен това, някои радиоактивни вещества, които влизат в тялото през кожата, навлизат в кръвообращението и в зависимост от техните химични свойства се абсорбират и натрупват в критични органи, което води до получаване на високи локални дози радиация. Например растящите кости на крайниците абсорбират добре радиоактивния калций, стронций, радий, а бъбреците абсорбират уран. други химически елементи, като натрий и калий, ще бъдат разпределени в тялото повече или по-малко равномерно, тъй като те се намират във всички клетки на тялото. Освен това наличието на натрий-24 в кръвта означава, че тялото е било допълнително изложено на неутронно облъчване (т.е. верижната реакция в реактора не е била прекъсната по време на облъчването). Особено трудно е да се лекува пациент, изложен на неутронно облъчване, поради което е необходимо да се определи индуцираната активност на биоелементите на тялото (P, S и др.);

През белите дробове при дишане. Навлизането на твърди радиоактивни вещества в белите дробове зависи от степента на разпръскване на тези частици. От тестове, проведени върху животни, е установено, че частиците прах с размери по-малки от 0,1 микрона се държат по същия начин като молекулите на газа. При вдишване те навлизат в белите дробове с въздух, а при издишване се отстраняват заедно с въздуха. Само малко количество прахови частици може да остане в белите дробове. Големи частици, по-големи от 5 микрона, се задържат от носната кухина. Инертните радиоактивни газове (аргон, ксенон, криптон и др.), които навлизат в кръвта през белите дробове, не са съединения, които са част от тъканите и се отстраняват от тялото с течение на времето. Не се задържа в тялото дълго времеи радионуклиди от същия тип като елементите, които изграждат тъканите и се консумират от хората с храната (натрий, хлор, калий и др.). Те се отстраняват напълно от тялото с течение на времето. Някои радионуклиди (например радий, уран, плутоний, стронций, итрий, цирконий, отложени в костната тъкан) влизат в химическа връзка с елементи на костната тъкан и трудно се отстраняват от тялото. При провеждане на медицински преглед на жители на райони, засегнати от аварията в Чернобилската атомна електроцентрала във Всесъюзния хематологичен център на Академията на медицинските науки, беше установено, че при общо облъчване на тялото с доза от 50 rad индивидуалните клетките бяха облъчени с доза от 1000 или повече rad. В момента са разработени стандарти за различни критични органи, които определят максимално допустимото съдържание на всеки радионуклид в тях. Тези стандарти са посочени в раздел 8 " Числени стойностидопустими нива" Норми за радиационна безопасност НРБ - 76/87.

Вътрешното облъчване е по-опасно, а последиците от него са по-тежки поради следните причини:

Дозата на радиация нараства рязко, определя се от времето, през което радионуклидът остава в тялото (радий-226 или плутоний-239 през целия живот);

Разстоянието до йонизираната тъкан е почти безкрайно малко (т.нар. контактно облъчване);

Облъчването включва алфа частици, най-активните и следователно най-опасните;

Радиоактивните вещества не се разпространяват равномерно в тялото, а селективно, концентрирани в отделни (критични) органи, увеличавайки локалното облъчване;

Невъзможно е да се използват каквито и да е защитни мерки, използвани по време на външно излагане: евакуация, лични предпазни средства (ЛПС) и др.

Мерки за йонизиращо излагане

Мярка за йонизиращия ефект на външната радиация е експозиционна доза,определя се чрез йонизация на въздуха. За единица експозиционна доза (De) се приема рентген (R) - количеството радиация, при което 1 куб.см. въздух при температура 0 С и налягане 1 атм се образуват 2,08 х 10 двойки йони. Съгласно указанията на Международната компания за радиологични единици (ICRU) RD - 50-454-84, след 1 януари 1990 г. не се препоръчва използването на такива величини като експозиционна доза и нейната мощност у нас (прието е, че експозиционната доза е абсорбираната доза във въздуха). По-голямата част от дозиметричното оборудване в Руската федерация е калибрирано в рентгени, рентгени/часове и тези единици все още не са изоставени.

Мярка за йонизиращия ефект на вътрешното лъчение е абсорбирана доза.Единицата погълната доза се приема като рад. Това е дозата радиация, прехвърлена към маса на облъчено вещество от 1 kg и измерена чрез енергията в джаули на всяко йонизиращо лъчение. 1 rad = 10 J/kg. В системата SI единицата за погълната доза е грей (Gy), равен на енергия от 1 J/kg.

1 Gy = 100 rad.

1 rad = 10 Gy.

За преобразуване на количеството йонизираща енергия в пространството (експозиционна доза) в погълната меки тъканитяло се използва коефициент на пропорционалност K = 0,877, т.е.:

1 рентген = 0,877 рад.

Поради факта, че различните видове радиация имат различна ефективност (при равни енергийни разходи за йонизация те произвеждат различни ефекти), беше въведено понятието "еквивалентна доза". Мерната му единица е рем. 1 rem е доза радиация от всякакъв вид, чийто ефект върху тялото е еквивалентен на ефекта от 1 rad гама лъчение. Следователно, когато се оценява общото въздействие на радиацията върху живите организми с общо излагане на всички видове радиация, се взема предвид коефициент на качество (Q), равен на 10 за неутронно лъчение (неутроните са приблизително 10 пъти по-ефективни по отношение на радиацията увреждане) и 20 за алфа радиация. Единицата SI за еквивалентна доза е сиверт (Sv), равен на 1 Gy x Q.

Заедно с количеството енергия, вида на облъчването, материала и масата на органа важен факторе т.нар биологичен полуживотрадиоизотоп - продължителността на времето, необходимо за отстраняване на половината от радиоактивното вещество от тялото (с пот, слюнка, урина, изпражнения и др.). В рамките на 1-2 часа след като радиоактивните вещества попаднат в организма, те се намират в неговите секрети. Комбинация физически периодполуживот с биологичен дава концепцията за „ефективен полуживот“ - най-важният при определяне на полученото количество радиация, на което е изложено тялото, особено критичните органи.

Наред с понятието „активност“ съществува понятието „индуцирана активност“ (изкуствена радиоактивност). Това се случва, когато бавните неутрони (продукти на ядрен взрив или ядрена реакция) се абсорбират от ядрата на атомите на нерадиоактивни вещества и ги трансформират в радиоактивни калий-28 и натрий-24, които се образуват главно в почвата.

По този начин степента, дълбочината и формата на радиационните увреждания, които се развиват в биологични обекти (включително хора), когато са изложени на радиация, зависят от количеството на абсорбираната радиационна енергия (доза).

Механизъм на действие на йонизиращото лъчение

Основна характеристика на действието на йонизиращото лъчение е способността му да прониква в биологични тъкани, клетки, субклетъчни структури и, причинявайки мигновена йонизация на атомите, да ги уврежда поради химични реакции. Всяка молекула може да бъде йонизирана и оттам всички структурни и функционални разрушения в соматичните клетки, генетични мутации, ефекти върху ембриона, човешки заболявания и смърт.

Механизмът на този ефект е усвояването на йонизационната енергия от тялото и разрушаването на химичните връзки на неговите молекули с образуването на високоактивни съединения, така наречените свободни радикали.

Човешкото тяло е 75% вода, следователно косвеният ефект на радиацията чрез йонизацията на водната молекула и последващите реакции със свободните радикали ще бъдат от решаващо значение в този случай. Когато водна молекула се йонизира, се образуват положителен йон H O и електрон, които, след като са загубили енергия, могат да образуват отрицателен йон H O. И двата йона са нестабилни и се разпадат на двойка стабилни йони, които рекомбинират (регенерират) за образуване на водна молекула и два свободни радикала ОН и Н, характеризиращи се с изключително висока химична активност. Директно или чрез верига от вторични трансформации, като образуването на пероксиден радикал (хидратен оксид на водата), а след това водороден пероксид H O и други активни окислители на ОН и Н групите, взаимодействащи с протеинови молекули, те водят до тъкан разрушаване главно поради енергично протичащи процеси окисление. В този случай една активна молекула с висока енергия включва хиляди молекули жива материя в реакцията. В организма окислителните реакции започват да преобладават над редукционните. За аеробния метод на биоенергия има цена – насищане на тялото със свободен кислород.

Въздействието на йонизиращото лъчение върху хората не се ограничава до промени в структурата на водните молекули. Структурата на атомите, които изграждат нашето тяло, се променя. В резултат на това настъпва разрушаване на ядрото, клетъчните органели и разкъсване на външната мембрана. Тъй като основната функция на растящите клетки е способността за делене, нейната загуба води до смърт. За зрелите неделящи се клетки разрушаването причинява загуба на определени специализирани функции (производство на определени продукти, разпознаване на чужди клетки, транспортни функции и др.). Настъпва индуцирана от радиация клетъчна смърт, която, за разлика от физиологичната смърт, е необратима, тъй като изпълнението на генетичната програма за крайна диференциация в този случай се извършва на фона на множество промени в нормалния ход на биохимичните процеси след облъчване.

В допълнение, допълнителното доставяне на йонизационна енергия на тялото нарушава баланса на протичащите в него енергийни процеси. В крайна сметка наличието на енергия в органична материязависи преди всичко не от техния елементен състав, а от структурата, местоположението и характера на връзките на атомите, т.е. онези елементи, които най-лесно се поддават на енергийно въздействие.

Последици от радиация

Една от най-ранните прояви на радиация е масивната смърт на клетките на лимфоидната тъкан. Образно казано, тези клетки са първите, които поемат тежестта на радиацията. Смъртта на лимфоидите отслабва една от основните системи за поддържане на живота на тялото - имунната система, тъй като лимфоцитите са клетки, които могат да реагират на появата на чужди за тялото антигени, като произвеждат строго специфични антитела към тях.

В резултат на излагане на радиационна енергия в малки дози, в клетките настъпват промени в генетичния материал (мутации), които застрашават тяхната жизнеспособност. В резултат на това настъпва деградация (увреждане) на хроматиновата ДНК (молекулни счупвания, повреди), които частично или напълно блокират или нарушават функцията на генома. Има нарушение на възстановяването на ДНК - способността му да възстановява и лекува увреждане на клетките при повишаване на телесната температура, експозиция химически веществаи т.н.

Генетичните мутации в зародишните клетки засягат живота и развитието на бъдещите поколения. Този случай е типичен, например, ако човек е бил изложен на малки дози радиация по време на експозиция за медицински цели. Има концепция - когато доза от 1 rem се получи от предишното поколение, това дава допълнителни 0,02% генетични аномалии в потомството, т.е. при 250 бебета на милион. Тези факти и дългогодишни изследвания на тези явления са довели учените до извода, че няма безопасни дози радиация.

Излагането на йонизиращо лъчение върху гените на зародишните клетки може да причини вредни мутации, които ще се предават от поколение на поколение, увеличавайки „мутационния товар“ на човечеството. Състояния, които удвояват „генетичния товар“, са животозастрашаващи. Тази удвояваща се доза, според заключенията на Научния комитет по атомна радиация на ООН, е доза от 30 rad за остро облъчване и 10 rad за хронично облъчване (през репродуктивния период). С увеличаване на дозата не се увеличава тежестта, а честотата на възможните прояви.

Мутационни промени настъпват и в растителните организми. В горите, изложени на радиоактивни отлагания близо до Чернобил, в резултат на мутация се появиха нови абсурдни видове растения. Появиха се ръждивочервени иглолистни гори. В житно поле, разположено близо до реактора, две години след аварията учените откриха около хиляда различни мутации.

Ефекти върху ембриона и плода поради облъчване на майката по време на бременност. Радиочувствителността на клетката се променя на различни етапи от процеса на делене (митоза). Клетката е най-чувствителна в края на латентността и началото на първия месец от деленето. Зиготата, ембрионална клетка, образувана след сливането на сперма с яйцеклетка, е особено чувствителна към радиация. Освен това развитието на ембриона през този период и влиянието на радиацията, включително рентгеновата, върху него може да се раздели на три етапа.

Етап 1 – след зачеването и до деветия ден. Новообразуваният ембрион умира под въздействието на радиация. Смъртта в повечето случаи остава незабелязана.

Етап 2 - от деветия ден до шестата седмица след зачеването. Това е периодът на формиране вътрешни органии крайници. В същото време, под въздействието на радиационна доза от 10 rem, ембрионът развива цял набор от дефекти - цепнато небце, спиране на развитието на крайниците, нарушено мозъчно образуване и др. В същото време растежът на тялото е възможно, което се изразява в намаляване на размерите на тялото при раждането. Резултатът от експозицията на майката през този период на бременност може да бъде и смъртта на новороденото по време на раждането или известно време след него. Но раждането на живо дете с груби дефекти е може би най-голямото нещастие, много по-лошо от смъртта на ембриона.

Етап 3 – бременност след шест седмици. Дозите радиация, получени от майката, причиняват трайно забавяне на растежа. Детето на облъчена майка е по-малко от нормалното при раждането и остава под средния ръст през целия си живот. Възможни са патологични изменения в нервната, ендокринната система и др. Много рентгенолози предполагат това Голям шансраждането на дете с дефекти служи като основание за прекъсване на бременността, ако дозата, получена от ембриона през първите шест седмици след зачеването, надвишава 10 рада. Тази доза беше включена в законодателни актовенякои скандинавски страни. За сравнение, при флуороскопия на стомаха, основните области на костния мозък, корема и гръдния кош получават радиационна доза от 30-40 rad.

Понякога възниква практически проблем: една жена се подлага на серия рентгенови снимки, включително изображения на стомаха и тазовите органи, и впоследствие открива, че е бременна. Ситуацията се влошава, ако облъчването е настъпило през първите седмици след зачеването, когато бременността може да остане незабелязана. Единственото решение на този проблем е жената да не се излага на радиация през посочения период. Това може да се постигне, ако жена в репродуктивна възраст се подложи на рентгенова снимка на стомаха или коремната кухина само през първите десет дни след началото на менструалния цикъл, когато няма съмнение, че няма бременност. В медицинската практика това се нарича "правило на десетте дни". При спешни случаи рентгеновите процедури не могат да бъдат отлагани със седмици или месеци, но би било разумно жената да уведоми своя лекар за евентуалната си бременност, преди да се подложи на рентгенова снимка.

Клетките и тъканите на човешкото тяло са с различна степен на чувствителност към йонизиращо лъчение.

Особено чувствителни органи включват тестисите. Доза от 10-30 рада може да намали сперматогенезата в рамките на една година.

Имунната система е силно чувствителна към радиация.

В нервната система най-чувствителна се оказва ретината на окото, тъй като по време на облъчване се наблюдава влошаване на зрението. По време на лъчева терапия на гръдния кош се наблюдават нарушения във вкусовата чувствителност, а повторното облъчване с дози от 30-500 R намалява тактилната чувствителност.

Промените в соматичните клетки могат да допринесат за развитието на рак. Раковият тумор възниква в тялото в момента, когато соматична клетка, избягала от контрола на тялото, започне бързо да се дели. Основната причина за това са мутации в гени, причинени от многократно или силно еднократно облъчване, което води до факта, че раковите клетки губят способността си, дори в случай на дисбаланс, да умрат от физиологична или по-скоро програмирана смърт. Те стават сякаш безсмъртни, непрекъснато се делят, увеличават се на брой и умират само от липса на хранителни вещества. Така възниква туморният растеж. Особено бързо се развива левкемия (рак на кръвта) - заболяване, свързано с прекомерното появяване на дефектни бели клетки - левкоцити - в костния мозък, а след това и в кръвта. Наскоро обаче стана ясно, че връзката между радиацията и рака е по-сложна, отколкото се смяташе досега. Така в специален доклад на Японско-американската асоциация на учените се казва, че само някои видове рак: тумори на млечната жлеза и щитовидната жлеза, както и левкемия, се развиват в резултат на радиационно увреждане. Освен това опитът от Хирошима и Нагасаки показа, че рак на щитовидната жлеза се наблюдава при облъчване от 50 рада или повече. Рак на гърдата, от който около 50% от случаите умират, се наблюдава при жени, които са били подложени на многократни рентгенови изследвания.

Характерна особеност на радиационните увреждания е, че радиационните увреждания са придружени от тежки функционални нарушения и изискват сложно и продължително (повече от три месеца) лечение. Жизнеспособността на облъчените тъкани е значително намалена. Освен това усложненията възникват много години и десетилетия след нараняването. Така случаи на поява на доброкачествени тумори са наблюдавани 19 години след облъчването, а развитието на индуциран от радиация рак на кожата и гърдата при жените се наблюдава след 25-27 години. Често нараняванията се откриват на фона или след излагане на допълнителни фактори от нерадиационен характер (диабет, атеросклероза, гнойна инфекция, термични или химически наранявания в радиационната зона).

Трябва да се има предвид също, че хората, преживели радиационна авария, изпитват допълнителен стрес няколко месеца и дори години след нея. Такъв стрес може да включи биологичен механизъм, който води до възникване на злокачествени заболявания. Така в Хирошима и Нагасаки се наблюдава голямо огнище на рак на щитовидната жлеза 10 години след атомната бомбардировка.

Изследвания, проведени от радиолози въз основа на данни от аварията в Чернобил, показват намаляване на прага на последствията от излагане на радиация. Така е установено, че облъчването с 15 rem може да причини смущения във функционирането на имунната система. Още при получаване на доза от 25 rem, ликвидаторите на аварията са имали намаляване на кръвта на лимфоцитите - антитела срещу бактериални антигени, а при 40 rem вероятността от инфекциозни усложнения се увеличава. При излагане на постоянни дози радиация от 15 до 50 rem често се съобщава за случаи на неврологични разстройства, причинени от промени в мозъчните структури. Освен това тези явления се наблюдават в дългосрочен план след облъчването.

Лъчева болест

В зависимост от дозата и времето на облъчване се наблюдават три степени на заболяването: остра, подостра и хронична. В засегнатите области (при получаване на високи дози) обикновено се появява остра лъчева болест (ARS).

Има четири степени на ARS:

Светлина (100 – 200 rad). Първоначалният период - първичната реакция, както при ARS на всички други степени - се характеризира с пристъпи на гадене. Появяват се главоболие, повръщане, общо неразположение, леко повишаване на телесната температура, в повечето случаи – анорексия (липса на апетит, дори отвращение към храна), възможни са инфекциозни усложнения. Първичната реакция настъпва 15-20 минути след облъчването. Неговите прояви постепенно изчезват след няколко часа или дни или могат напълно да отсъстват. След това настъпва скрит период, така нареченият период на въображаемо благополучие, чиято продължителност се определя от дозата на облъчване и общото състояние на организма (до 20 дни). През това време червените кръвни клетки изчерпват живота си, преставайки да доставят кислород на клетките на тялото. Лекият ARS е лечим. Възможни негативни последици - кръвна левкоцитоза, зачервяване на кожата, намалена работоспособност при 25% от засегнатите 1,5 - 2 часа след облъчването. В рамките на 1 година от момента на облъчването се наблюдава високо съдържание на хемоглобин в кръвта. Времето за възстановяване е до три месеца. Голямо значениесъщевременно имат лично отношение и социална мотивация на жертвата, както и рационалната му заетост;

Среден (200 – 400 rad). Кратки пристъпи на гадене, които изчезват 2-3 дни след облъчването. Латентният период е 10-15 дни (може да отсъства), през който левкоцитите, произведени от лимфните възли, умират и спират да отхвърлят инфекцията, която навлиза в тялото. Тромбоцитите спират съсирването на кръвта. Всичко това е резултат от факта, че костният мозък, лимфните възли и далакът, убити от радиация, не произвеждат нови червени кръвни клетки, левкоцити и тромбоцити, които да заменят отработените. Развиват се подуване на кожата и мехури. Това състояние на тялото, наречено "синдром на костния мозък", води до 20% от засегнатите до смърт, което се случва в резултат на увреждане на тъканите на хемопоетичните органи. Лечението се състои в изолиране на болните от външната среда, прилагане на антибиотици и кръвопреливане. Младите и възрастните мъже са по-податливи на умерена ARS, отколкото мъжете и жените на средна възраст. Загубата на работоспособност настъпва при 80% от засегнатите 0,5 – 1 час след облъчването и след възстановяване остава намалена за дълго време. Възможно е развитие на очна катаракта и локални дефекти на крайниците;

Тежка (400 – 600 rad). Симптоми, характерни за стомашно-чревно разстройство: слабост, сънливост, загуба на апетит, гадене, повръщане, продължителна диария. Латентният период може да продължи 1-5 дни. След няколко дни се появяват признаци на дехидратация: загуба на тегло, изтощение и пълно изтощение. Тези явления са резултат от смъртта на вилите на чревните стени, които абсорбират хранителни вещества от постъпващата храна. Техните клетки се стерилизират от радиация и губят способността си да се делят. Настъпва перфорация на стените на стомаха и бактериите навлизат в кръвта от червата. Появяват се първични радиационни язви и гнойна инфекция от радиационни изгаряния. Загубата на работоспособност 0,5-1 час след облъчването се наблюдава при 100% от пострадалите. При 70% от засегнатите смъртта настъпва в рамките на един месец от дехидратация и стомашно отравяне (гастроинтестинален синдром), както и от радиационни изгаряния от гама облъчване;

Изключително тежък (повече от 600 рада). Тежко гадене и повръщане се появяват в рамките на минути след излагане. Диария - 4-6 пъти дневно, в първите 24 часа - нарушено съзнание, подуване на кожата, силно главоболие. Тези симптоми са придружени от дезориентация, загуба на координация, затруднено преглъщане, разстроени движения на червата, гърчове и в крайна сметка смърт. Непосредствената причина за смъртта е увеличаване на количеството течност в мозъка поради освобождаването му от малки съдове, което води до повишено вътречерепно налягане. Това състояние се нарича "синдром на разстройство на централната нервна система".

Трябва да се отбележи, че абсорбираната доза причинява щети отделни частитяло и смърт, надвишава леталната доза за цялото тяло. Смъртоносните дози за отделни части на тялото са както следва: глава - 2000 rad, долна част на корема - 3000 rad, горна часткорем - 5000 рад, гърди - 10 000 рад, крайници - 20 000 рад.

Нивото на ефективност на лечението на ARS, постигнато днес, се счита за граница, тъй като се основава на пасивна стратегия - надеждата за независимо възстановяване на клетките в радиочувствителните тъкани (главно костен мозък и лимфни възли), за подкрепа на други системи на тялото , трансфузия на тромбоцитна маса за предотвратяване на кръвоизлив, червени кръвни клетки - за предотвратяване на кислороден глад. След това остава само да изчакаме всички системи за клетъчно обновяване да започнат да работят и да премахнат пагубните последици от излагането на радиация. Резултатът от заболяването се определя до края на 2-3 месеца. В този случай може да настъпи: пълно клинично възстановяване на жертвата; възстановяване, при което работоспособността му ще бъде ограничена в една или друга степен; неблагоприятен изход с прогресиране на заболяването или развитие на усложнения, водещи до смърт.

Трансплантацията на здрав костен мозък е възпрепятствана от имунологичен конфликт, който е особено опасен при облъчено тяло, тъй като изтощава и без това отслабената имунна система. предполагат руски учени рентгенолози нов начинлечение на пациенти с лъчева болест. Ако вземете част от костния мозък на облъчен човек, тогава в хемопоетичната система след тази интервенция процесите на възстановяване започват по-рано, отколкото при естествения ход на събитията. Извлечената част от костния мозък се поставя в изкуствени условия, след което след определен период от време се връща в същия орган. Няма имунологичен конфликт (отхвърляне).

В момента учените работят и са получили първите резултати от използването на фармацевтични радиопротектори, които позволяват на човек да понася дози радиация, които са приблизително два пъти по-високи от смъртоносната доза. Това са цистеин, цистамин, цистофос и редица други вещества, съдържащи сулфидехидрилни групи (SH) в края на дълга молекула. Тези вещества, подобно на „чистачите“, премахват образуваните свободни радикали, които до голяма степен са отговорни за увеличаването на окислителните процеси в тялото. Въпреки това, основен недостатък на тези протектори е необходимостта от интравенозно приложение в тялото, тъй като сулфидехидрилната група, добавена към тях за намаляване на токсичността, се разрушава в киселата среда на стомаха и протекторът губи своите защитни свойства.

Йонизиращото лъчение също има отрицателен ефект върху мазнините и липоидите (мастноподобни вещества), съдържащи се в тялото. Облъчването нарушава процеса на емулгиране и движение на мазнините в крипталната област на чревната лигавица. В резултат на това в лумена на кръвоносните съдове навлизат капки неемулгирана и грубо емулгирана мазнина, която се абсорбира от тялото.

Повишеното окисляване на мастни киселини в черния дроб води до повишена кетогенеза на черния дроб по време на инсулинов дефицит, т.е. Излишъкът от свободни мастни киселини в кръвта намалява инсулиновата активност. А това от своя страна води до широко разпространено днес заболяване. захарен диабет.

Най-характерните заболявания, съпътстващи лъчевите увреждания, са злокачествени новообразувания (на щитовидната жлеза, дихателните пътища, кожата, кръвотворните органи), метаболитни и имунни нарушения, респираторни заболявания, усложнения на бременността, вродени аномалии, психични разстройства.

Възстановяването на тялото след облъчване е сложен процес и протича неравномерно. Ако възстановяването на червените кръвни клетки и лимфоцитите в кръвта започва след 7-9 месеца, тогава възстановяването на левкоцитите започва след 4 години. Продължителността на този процес се влияе не само от радиацията, но и от психогенни, социални, ежедневни, професионални и други фактори на следрадиационния период, които могат да бъдат обединени в едно понятие „качество на живот“ като най-обемно и пълно. израз на характера на взаимодействието на човека с биологичните фактори на околната среда, социални и икономически условия.

Осигуряване на безопасност при работа с йонизиращи лъчения

При организиране на работата се използват следните основни принципи за осигуряване на радиационна безопасност: избор или намаляване на мощността на източниците до минимални стойности; намаляване на времето за работа с източници; увеличаване на разстоянието от източника до работника; екраниране на източници на радиация с материали, които абсорбират или отслабват йонизиращото лъчение.

В помещенията, в които се работи с радиоактивни вещества и радиоизотопни устройства, се следи интензитета на различните видове лъчения. Тези помещения трябва да бъдат изолирани от други помещения и оборудвани с вентилация за захранване и смукателна вентилация. други колективни средствазащита срещу йонизиращо лъчение в съответствие с GOST 12.4.120 са стационарни и мобилни защитни екрани, специални контейнери за транспортиране и съхранение на източници на радиация, както и за събиране и съхранение на радиоактивни отпадъци, защитни каси и кутии.

Стационарните и мобилните защитни екрани са предназначени да намалят нивото на радиация на работното място до приемливо ниво. Защитата от алфа лъчение се постига с помощта на плексиглас с дебелина няколко милиметра. За защита от бета лъчение екраните се изработват от алуминий или плексиглас. Вода, парафин, берилий, графит, борни съединения и бетон предпазват от неутронно лъчение. Оловото и бетонът предпазват от рентгенови лъчи и гама радиация. Оловното стъкло се използва за гледане на прозорци.

При работа с радионуклиди трябва да се използва специално облекло. Ако работната зона е замърсена с радиоактивни изотопи, върху памучни гащеризони трябва да се носи филмово облекло: халат, костюм, престилка, панталон, горни ръкави.

Филмовото облекло е изработено от пластмасови или гумени тъкани, които лесно се почистват от радиоактивно замърсяване. Ако се използва филмово облекло, е необходимо да се предвиди възможност за подаване на въздух под костюма.

Комплектите работно облекло включват респиратори, пневматични каски и други лични предпазни средства. За да защитите очите си, използвайте очила с стъкла, съдържащи волфрамов фосфат или олово. При използване на лични предпазни средства е необходимо стриктно спазване на последователността на поставяне и събличане и дозиметричен контрол.

Още от рубриката Безопасност на живота:

• Тест: Държавна политика в областта на охраната на труда

Йонизиращо лъчение предизвиква верига от обратими и необратими промени в организма. Задействащият механизъм за ефекта са процесите на йонизация и възбуждане на атоми и молекули в тъканите. Дисоциацията на сложни молекули в резултат на разкъсването на химичните връзки е пряко въздействие на радиацията. Значителна роля във формирането на биологични ефекти играят радиационно-химичните промени, причинени от продуктите на радиолизата на водата. Свободните радикали на водородни и хидроксилни групи, които имат висока активност, влизат в химични реакции с молекули на протеини, ензими и други елементи на биологичната тъкан, което води до нарушаване на биохимичните процеси в организма. В резултат на това метаболитните процеси се нарушават, растежът на тъканите се забавя и спира, появяват се нови химични съединения, които не са характерни за тялото. Това води до нарушаване на дейността на отделните функции и системи на организма.

Химическите реакции, предизвикани от свободните радикали, се развиват с голям добив, включвайки стотици и хиляди молекули, които не са засегнати от радиацията. Това е спецификата на действието на йонизиращите лъчения върху биологични обекти. Ефектите се развиват през различни периоди от време: от няколко секунди до много часове, дни, години.

Йонизиращото лъчение, когато е изложено на човешкото тяло, може да причини два вида ефекти, които се класифицират като заболявания в клиничната медицина: детерминистични прагови ефекти (лъчева болест, радиационно изгаряне, радиационна катаракта, радиационно безплодие, аномалии в развитието на плода и др.) и стохастични ( вероятностни) безпрагови ефекти ( злокачествени тумори, левкемия, наследствени заболявания).

Остри лезии се развиват при еднократно равномерно гама облъчване на цялото тяло и погълната доза над 0,5 Gy. При доза от 0,25-0,5 Gy могат да се наблюдават временни промени в кръвта, които бързо се нормализират. В дозовия диапазон 0,5-1,5 Gy се появява чувство на умора, по-малко от 10% от облъчените могат да получат повръщане и умерени промени в кръвта. При доза от 1,5-2,0 Gy се наблюдава лека форма на остра лъчева болест, която се проявява с продължителна лимфопения, в 30-50% от случаите - повръщане на първия ден след облъчването. Не са регистрирани смъртни случаи.

Средно тежката лъчева болест възниква при доза 2,5-4,0 Gy. Почти всички облъчени хора изпитват гадене и повръщане на първия ден, съдържанието на левкоцити в кръвта рязко намалява, появяват се подкожни кръвоизливи, в 20% от случаите е възможна смърт, смъртта настъпва 2-6 седмици след облъчването. При доза 4,0-6,0 Gy се развива тежка форма на лъчева болест, водеща в 50% от случаите до смърт през първия месец. При дози над 6,0 Gy се развива изключително тежка форма на лъчева болест, която в почти 100% от случаите завършва със смърт поради кръвоизлив или инфекциозни заболявания. Посочените данни се отнасят за случаи, при които няма лечение. Понастоящем има редица антирадиационни средства, които при комплексно лечение могат да премахнат смъртта при дози от около 10 Gy.

Хроничната лъчева болест може да се развие при продължително или многократно излагане на дози, значително по-ниски от тези, които причиняват острата форма. Повечето характерни особеностихронична лъчева болест са промени в кръвта, редица симптоми от нервната система, локални кожни лезии, лезии на лещите, пневмосклероза (с вдишване на плутоний-239) и намаляване на имунореактивността на организма.

Степента на излагане на радиация зависи от това дали облъчването е външно (при навлизане на радиоактивен изотоп в тялото) или вътрешно. Вътрешното облъчване е възможно чрез вдишване, поглъщане на радиоизотопи и проникването им в тялото през кожата.

Някои радиоактивни вещества се абсорбират и натрупват в определени органи, което води до високи локални дози радиация. В костите се натрупват калций, радий, стронций и др., йодните изотопи причиняват увреждане на щитовидната жлеза, редкоземните елементи причиняват главно чернодробни тумори. Изотопите на цезий и рубидий са равномерно разпределени, причинявайки инхибиране на хематопоезата, атрофия на тестисите и тумори на меките тъкани. При вътрешно облъчване най-опасни са алфа-излъчващите изотопи на полония и плутония.

Способността да предизвиква дълготрайни последствия: левкемия, злокачествени новообразувания, ранно стареене е едно от коварните свойства на йонизиращото лъчение.

Хигиенно регулиране на йонизиращите лъчения извършва се от стандартите за радиационна безопасност NRB-99 (Санитарни правила SP 2.6.1.758-99). Основните граници на дозите на облъчване и допустимите нива са установени за следните категории облъчени лица:

• - персонал - лица, работещи с изкуствени източници (група А) или които поради условията на труд са в сферата на тяхното влияние (група Б);
• - цялото население, включително персонала, извън обхвата и условията на тяхната производствена дейност.

За категории облъчени лица са установени три класа стандарти: граници на основните дози - PD (Таблица 3.13), допустими нива, съответстващи на границите на основните дози, и контролни нива.

Таблица 3.13. Основни граници на дозите (извлечени от NRB-99)

* За лицата от група Б всички граници на дозата не трябва да надвишават 0,25 граници на дозата от група А.

Доза, еквивалентна на NT n - абсорбирана доза в орган или тъкан от n, умножено по съответния тегловен коефициент за дадено излъчване UY:

Мерната единица за еквивалентна доза е J o kg-1, която има специално наименование - сиверт (Sv).

Стойността на Nd за фотони, електрони и мюони с всякаква енергия е 1, за a-частици, фрагменти на делене, тежки ядра - 20.

Ефективна доза - стойност, използвана като мярка за риска от дългосрочни последици от облъчването на цялото човешко тяло и отделните му органи, като се вземе предвид тяхната радиочувствителност. Това е сумата от произведенията на еквивалентната доза в органа NxT чрез съответния тегловен коефициент за даден орган или тъкан ]¥t:

Където NxT- еквивалентна доза в тъкан G по време на време t.

Мерната единица за ефективната доза, както и за еквивалентната доза, е J o kg" (сиверт).

Стойностите V/y за отделните видове тъкани и органи са дадени по-долу.

Вид тъкан, орган: ¥t

полови жлези................................................. ......................................................... 0,2

Костен мозък................................................ .................................0,12

черен дроб, млечна жлеза, щитовидна жлеза..................0,05

Кожа................................................. ............................................0,01

Основните граници на дозите на облъчване не включват дозите от естествено и медицинско облъчване, както и дозите в резултат на радиационни аварии. Има специални ограничения за тези видове експозиция.

Ефективната доза за персонала не трябва да надвишава за период от трудова дейност(50 години) 1000 mSv, а за населението през целия живот (70 години) - 7 mSv.

В табл 3.14 показва стойностите на допустимото радиоактивно замърсяване на работни повърхности, кожа, работно облекло, предпазни обувки и лични предпазни средства за персонала.

Таблица 3.14. Допустими нива на радиоактивно замърсяване на работни повърхности, кожа, работно облекло, предпазни обувки и лични предпазни средства, част / (cm-1 - min) (извлечение от НРБ-99)